--- title: 使用 kubeadm 进行证书管理 content_type: task weight: 10 --- {{< feature-state for_k8s_version="v1.15" state="stable" >}} 由 [kubeadm](/zh/docs/reference/setup-tools/kubeadm/) 生成的客户端证书在 1 年后到期。 本页说明如何使用 kubeadm 管理证书续订。 ## {{% heading "prerequisites" %}} 你应该熟悉 [Kubernetes 中的 PKI 证书和要求](/zh/docs/setup/best-practices/certificates/)。 ### 使用自定义的证书 {#custom-certificates} 默认情况下, kubeadm 会生成运行一个集群所需的全部证书。 你可以通过提供你自己的证书来改变这个行为策略。 如果要这样做, 你必须将证书文件放置在通过 `--cert-dir` 命令行参数或者配置文件里的 `CertificatesDir` 配置项指明的目录中。默认的值是 `/etc/kubernetes/pki`。 如果在运行 `kubeadm init` 之前存在给定的证书和私钥对,kubeadm 将不会重写它们。 例如,这意味着您可以将现有的 CA 复制到 `/etc/kubernetes/pki/ca.crt` 和 `/etc/kubernetes/pki/ca.key` 中,而 kubeadm 将使用此 CA 对其余证书进行签名。 #### 外部 CA 模式 {#external-ca-mode} 只提供了 `ca.crt` 文件但是不提供 `ca.key` 文件也是可以的 (这只对 CA 根证书可用,其它证书不可用)。 如果所有的其它证书和 kubeconfig 文件已就绪, kubeadm 检测到满足以上条件就会激活 "外部 CA" 模式。kubeadm 将会在没有 CA 密钥文件的情况下继续执行。 否则, kubeadm 将独立运行 controller-manager,附加一个 `--controllers=csrsigner` 的参数,并且指明 CA 证书和密钥。 ## 检查证书是否过期 你可以使用 `check-expiration` 子命令来检查证书是否过期 ```shell kubeadm alpha certs check-expiration ``` 输出类似于以下内容: ``` CERTIFICATE EXPIRES RESIDUAL TIME CERTIFICATE AUTHORITY EXTERNALLY MANAGED admin.conf Dec 30, 2020 23:36 UTC 364d no apiserver Dec 30, 2020 23:36 UTC 364d ca no apiserver-etcd-client Dec 30, 2020 23:36 UTC 364d etcd-ca no apiserver-kubelet-client Dec 30, 2020 23:36 UTC 364d ca no controller-manager.conf Dec 30, 2020 23:36 UTC 364d no etcd-healthcheck-client Dec 30, 2020 23:36 UTC 364d etcd-ca no etcd-peer Dec 30, 2020 23:36 UTC 364d etcd-ca no etcd-server Dec 30, 2020 23:36 UTC 364d etcd-ca no front-proxy-client Dec 30, 2020 23:36 UTC 364d front-proxy-ca no scheduler.conf Dec 30, 2020 23:36 UTC 364d no CERTIFICATE AUTHORITY EXPIRES RESIDUAL TIME EXTERNALLY MANAGED ca Dec 28, 2029 23:36 UTC 9y no etcd-ca Dec 28, 2029 23:36 UTC 9y no front-proxy-ca Dec 28, 2029 23:36 UTC 9y no ``` 该命令显示 `/etc/kubernetes/pki` 文件夹中的客户端证书以及 kubeadm 使用的 KUBECONFIG 文件中嵌入的客户端证书的到期时间/剩余时间。 另外, kubeadm 会通知用户证书是否由外部管理; 在这种情况下,用户应该小心的手动/使用其他工具来管理证书更新。 ` {{< warning >}} kubeadm` 不能管理由外部 CA 签名的证书 {{< /warning >}} {{< note >}} 上面的列表中没有包含 `kubelet.conf` 因为 kubeadm 将 kubelet 配置为自动更新证书。 {{< /note >}} {{< warning >}} 在通过 `kubeadm init` 创建的节点上,在 kubeadm 1.17 版本之前有一个 [缺陷](https://github.com/kubernetes/kubeadm/issues/1753),该缺陷 使得你必须手动修改 `kubelet.conf` 文件的内容。 `kubeadm init` 操作结束之后,你必须更新 `kubelet.conf` 文件 将 `client-certificate-data` 和 `client-key-data` 改为如下所示的内容 以便使用轮换后的 kubelet 客户端证书: ```yaml client-certificate: /var/lib/kubelet/pki/kubelet-client-current.pem client-key: /var/lib/kubelet/pki/kubelet-client-current.pem ``` {{< /warning >}} ## 自动更新证书 `kubeadm` 会在控制面 [升级](/zh/docs/tasks/administer-cluster/kubeadm/kubeadm-upgrade/) 的时候更新所有证书。 这个功能旨在解决最简单的用例;如果你对此类证书的更新没有特殊要求, 并且定期执行 Kubernetes 版本升级(每次升级之间的间隔时间少于 1 年), 则 kubeadm 将确保你的集群保持最新状态并保持合理的安全性。 {{< note >}} 最佳的做法是经常升级集群以确保安全。 {{< /note >}} 如果你对证书更新有更复杂的需求,则可通过将 `--certificate-renewal=false` 传递给 `kubeadm upgrade apply` 或者 `kubeadm upgrade node`,从而选择不采用默认行为。 {{< warning >}} kubeadm 在 1.17 版本之前有一个[缺陷](https://github.com/kubernetes/kubeadm/issues/1818), 该缺陷导致 `kubeadm update node` 执行时 `--certificate-renewal` 的默认值被设置为 `false`。 在这种情况下,你需要显式地设置 `--certificate-renewal=true`。 {{< /warning >}} ## 手动更新证书 你能随时通过 `kubeadm alpha certs renew` 命令手动更新你的证书。 此命令用 CA (或者 front-proxy-CA )证书和存储在 `/etc/kubernetes/pki` 中的密钥执行更新。 {{< warning >}} 如果你运行了一个 HA 集群,这个命令需要在所有控制面板节点上执行。 {{< /warning >}} {{< note >}} `alpha certs renew` 使用现有的证书作为属性 (Common Name、Organization、SAN 等) 的权威来源, 而不是 kubeadm-config ConfigMap 。强烈建议使它们保持同步。 {{< /note >}} Kubernetes 证书通常在一年后到期。 `kubeadm alpha certs renew` 提供下列选项 - `--csr-only` 可用于经过一个外部 CA 生成的证书签名请求来更新证书(无需实际替换更新证书); 更多信息请参见下节。 - 可以更新单个证书而不是全部证书。 ## 用 Kubernetes 证书 API 更新证书 本节提供有关如何使用 Kubernetes 证书 API 执行手动证书更新的更多详细信息。 {{< caution >}} 这些是针对需要将其组织的证书基础结构集成到 kubeadm 构建的集群中的用户的高级主题。 如果默认的 kubeadm 配置满足了你的需求,则应让 kubeadm 管理证书。 {{< /caution >}} ### 设置一个签名者(Signer) Kubernetes 证书颁发机构不是开箱即用。 你可以配置外部签名者,例如 [cert-manager](https://docs.cert-manager.io/en/latest/tasks/issuers/setup-ca.html), 也可以使用内置签名者。 内置签名者是 [`kube-controller-manager`](/zh/docs/reference/command-line-tools-reference/kube-controller-manager/) 的一部分。 要激活内置签名者,请传递`--cluster-signing-cert-file` 和 `--cluster-signing-key-file`参数。 这个内置签名者是 [`kube-controller-manager`][kcm] 的一部分。 要激活内置签名者,必须传递 `--cluster-signing-cert-file` 和 `--cluster-signing-key-file` 参数。 如果你正在正在创建一个新的集群,你可以使用 kubeadm 的 [配置文件](https://godoc.org/k8s.io/kubernetes/cmd/kubeadm/app/apis/kubeadm/v1beta2)。 ```yaml apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2 kind: ClusterConfiguration controllerManager: extraArgs: cluster-signing-cert-file: /etc/kubernetes/pki/ca.crt cluster-signing-key-file: /etc/kubernetes/pki/ca.key ``` ### 创建证书签名请求 (CSR) 你可以用 `kubeadm alpha certs renew --use-api` 为 Kubernetes 证书 API 创建一个证书签名请求。 如果你设置例如 [cert-manager](https://github.com/jetstack/cert-manager) 等外部签名者,证书签名请求(CSRs)会被自动批准。 否则,你必须使用 [`kubectl certificate`](/zh/docs/setup/best-practices/certificates/) 命令手动批准证书。 以下 kubeadm 命令输出要批准的证书名称,然后阻塞等待批准发生: ```shell sudo kubeadm alpha certs renew apiserver --use-api & ``` 输出类似于以下内容: ``` [1] 2890 [certs] certificate request "kubeadm-cert-kube-apiserver-ld526" created ``` ### 批准证书签名请求 (CSR) 如果你设置了一个外部签名者, 证书签名请求 (CSRs) 会自动被批准。 否则,你必须用 [`kubectl certificate`](/zh/docs/setup/best-practices/certificates/) 命令手动批准证书,例如: ```shell kubectl certificate approve kubeadm-cert-kube-apiserver-ld526 ``` 输出类似于以下内容: ``` certificatesigningrequest.certificates.k8s.io/kubeadm-cert-kube-apiserver-ld526 approved ``` 你可以使用 `kubectl get csr` 查看待处理证书列表。 ## 通过外部 CA 更新证书 本节提供有关如何使用外部 CA 执行手动更新证书的更多详细信息。 为了更好的与外部 CA 集成,kubeadm 还可以生成证书签名请求(CSR)。 CSR 表示向 CA 请求客户的签名证书。 在 kubeadm 术语中,通常由磁盘 CA 签名的任何证书都可以作为 CSR 生成。但是,CA 不能作为 CSR 生成。 ### 创建证书签名请求 (CSR) 你可以通过 `kubeadm alpha certs renew --csr-only` 命令创建证书签名请求。 CSR 和随附的私钥都在输出中给出。 你可以传入一个带有 `--csr-dir` 的目录,将 CRS 输出到指定位置。 如果未指定 `--csr-dir` ,则使用默认证书目录( `/etc/kubernetes/pki` )。 证书可以通过 `kubeadm alpha certs renew --csr-only` 来续订。 和 `kubeadm init` 一样,可以使用 `--csr-dir` 标志指定一个输出目录。 CSR 签署证书后,必须将证书和私钥复制到 PKI 目录(默认情况下为 `/etc/kubernetes/pki`)。 CSR 中包含一个证书的名字,域和 IP,但是未指定用法。 颁发证书时,CA 有责任指定[正确的证书用法](/zh/docs/setup/best-practices/certificates/#all-certificates) * 在 `openssl` 中,这是通过 [`openssl ca` 命令](https://superuser.com/questions/738612/openssl-ca-keyusage-extension) 来完成的。 * 在 `cfssl` 中,这是通过 [在配置文件中指定用法](https://github.com/cloudflare/cfssl/blob/master/doc/cmd/cfssl.txt#L170) 来完成的。 使用首选方法对证书签名后,必须将证书和私钥复制到 PKI 目录(默认为 `/etc/kubernetes/pki` )。 ## 证书机构(CA)轮换 {#certificate-authority-rotation} kubeadm 并不直接支持对 CA 证书的轮换或者替换。 关于手动轮换或者置换 CA 的更多信息,可参阅 [手动轮换 CA 证书](/zh/docs/tasks/tls/manual-rotation-of-ca-certificates/)。